Объем и состав продуктов горения веществ и материалов
Расчетный объем продуктов горения определяется по формуле:
Vпг = Vпго + DVв
где Vпго - теоретический объем продуктов горения (кмоль/кмоль, м3/кг, м3/м3).
Теоретический объем продуктов горения определяется также для трех групп веществ и материалов.
Индивидуальное химическое соединение
При сгорании 1 кмоля или 1 м3 горючего вещества расчет ведется по формуле:
Vпго = å mi/nг + 3,76nо2 /nг [м3/м3; кмоль/кмоль]
Эта формула чаще используется для газообразных горючих веществ. Для жидких и твердых горючих веществ применяется формула:
Vпго = (å mi/nг + 3,76nо2 /nг)Vо/Мг [м3/кг]
Для расчета объема продуктов горения при заданных условиях используется формула:
Vпгтр = (Vпго×Т×Ро)/(То×Р)
Вещество сложного состава
Сложная смесь химических элементов обычно состоит из C, H, N, S, W, A, O, которые заданы в процентном отношении. Для определения состава, количества и объема продуктов горения 1 кг сложной смеси химических веществ необходимо составить реакции горения каждого элемента (C, H, S) и определить объем продуктов горения. Азот и влага W также переходят в продукты горения. Входящий в горючее вещество кислород будет участвовать в горении, тем самым уменьшая расход воздуха на горение, что в свою очередь будет снижать расчетный объем азота в продуктах горения.
С + О2 + 3,76N2 ® СО2 + 3,76N2;
S + О2 + 3,76N2 ® SО2 + 3,76N2;
Н2 +0,5 О2 + 0,5×3,76N2 ® Н2О + 0,5·3,76N2.
Таким образом, в теоретический объем продуктов горения будут входить:
- СО2 , который образуется при горении С;
- Н2О в виде пара, который образуется при горении Н и испарении W вещества;
- SО2 , который образуется при горении S;
- N2 , который образуется из горючего вещества и переходит в продукты горения из воздуха, расходуемого на горение C, H и S.
Для удобства расчеты сведем в таблицу.
| Компонент горючего | Объем ПГ (м3) на 1 кг компонента | |||
| СО2 | Н2О | SO2 | N2 | |
| C | 22,4/12=1,86 | - | - | 3,76×22,4/12=7 |
| H | - | 22,4/2=11,2 | - | 0,5×3,76×22,4/2=21 |
| S | - | - | 22,4/32=0,7 | 3,76×22,4/32=2,63 |
| W | - | 22,4/18=1,24 | - | - |
| N | - | - | - | 22,4/28=0,8 |
| O | - | - | - | -3,76×22,4/32=-2,63 |
Состав продуктов горения при сгорании 1 кг горючего вещества определяется следующим образом.
Voco2 = 1,86С/100;
Voso2 = 0,7S/100;
Voн2o = 11,2Н/100 + 1,24W/100;
VoN2 = 0,01[7С + 21H + 0,8N + 2,63(S - O)] или
VoN2 = 0,79Vво + 0,8N/100 [м3/кг],
где C, H, S, N, O и W - содержание соответствующих элементов и влаги в горючем веществе (% вес.).
Общее количество продуктов горения будет равно:
Vпго = å Vпго(i) = Vсo2o + Vн2oo + Vso2o + VN2o
Смесь газов
Количество и состав продуктов горения для смеси газов определяется по уравнениям горения каждого газа, входящего в смесь. Негорючие газы переходят в продукты горения, а содержание кислорода в смеси газов снижает количество азота в продуктах горения. Общее количество продуктов горения будет равняться:
Vпго = åVпго(i)j¢(i) [м3/м3; кмоль/кмоль]
где Vпго(i) - объем продуктов горения, выделившихся при сгорании 1м3 и 1кмоль i-го горючего газа, входящего в смесь газов;
j¢(i) - объемные доли i-го газа, входящего в смесь газов.
Состав продуктов горения можно определить по следующим формулам:
Vсо2о = åVсо2о(i)ji¢;
Vн2оо = å Vн2оо(i)ji¢;
Vsо2о = å Vsо2о(i)ji¢;
VN2о = å VN2о(i)ji¢
Дым
В реальных пожарах, наряду с продуктами полного и неполного горения, образуются твердые и жидкие частицы различных веществ (смола, окислы, вода и т.д.).
Дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых и жидких частиц (дисперсная фаза), взвешенных в дисперсионной газообразной среде (продуктах горения), называется дымом.
Дата добавления: 2016-12-26; просмотров: 1765;